第3章 交通需求预测

1、第第3 3章章 交通需求预测交通需求预测第第1 1节节 概述概述第第2 2节节 交通生成交通生成预测预测第第3 3节节 交通分布交通分布预测预测第第4 4节节 交通方式交通方式划分划分第第5 5节节 交通量分配交通量分配第第3 3章章 交通需求预测交通需求预测3.1 3.1 概述概述l交通需求预测是交通规划中的核心内容之一。交通需求预测是交通规划中的核心内容之一。交通发展政策的制定、交通网络设计以及方案交通发展政策的制定、交通网络设计以及方案评价都与交通需求预测有密切的联系。评价都与交通需求预测有密切的联系。l传统交通需求预测的传统交通需求预测的“四阶段四阶段”模式模式是指在居是指在居民出行民

2、出行OD调查的基础上，开展现状居民出行调查的基础上，开展现状居民出行模拟和未来居民出行预测。其内容包括交通的模拟和未来居民出行预测。其内容包括交通的发生与吸引、交通分布、交通方式划分和交通发生与吸引、交通分布、交通方式划分和交通流分配。流分配。 3.1 3.1 概述概述l20世纪世纪50年代，交通需求预测的根本目的是服务于新年代，交通需求预测的根本目的是服务于新建道路网络的规划设计。建道路网络的规划设计。l1962年美国芝加哥市交通规划研究中提出的年美国芝加哥市交通规划研究中提出的“生成生成分布分布方式划分方式划分分配分配”的预测方法标志着的预测方法标志着“四阶段四阶段”交通预测模型的形成。交

3、通预测模型的形成。 l20世纪世纪70年代以来，年代以来，“四阶段四阶段”理论体系逐渐趋于成理论体系逐渐趋于成熟。一大批优秀的计算机软件得以应用，代表性的有熟。一大批优秀的计算机软件得以应用，代表性的有TransCAD、TRIPS、EMME/3等。等。l20世纪世纪60年代末至年代末至70年代初，新交通政策的制定和实年代初，新交通政策的制定和实施，促使人们更多地关注能较好地解释出行者个人或施，促使人们更多地关注能较好地解释出行者个人或家庭的交通决策行为的非集计分析模型的研究。基于家庭的交通决策行为的非集计分析模型的研究。基于活动的出行需求预测方法也逐渐成为交通领域不断研活动的出行需求预测方法也

4、逐渐成为交通领域不断研究和探索的新方向。究和探索的新方向。 3.2 3.2 交通生成预测交通生成预测l交通生成预测是交通需求四阶段预测中的第一交通生成预测是交通需求四阶段预测中的第一阶段，是交通需求分析工作中最基本的部分之阶段，是交通需求分析工作中最基本的部分之一，一，目标目标是求得研究对象地区的交通需求总量，是求得研究对象地区的交通需求总量，即交通量生成量，进而在总量的约束下，求出即交通量生成量，进而在总量的约束下，求出各个交通小区的发生与吸引交通量。各个交通小区的发生与吸引交通量。l出行的发生、吸引与土地利用性质和设施规模出行的发生、吸引与土地利用性质和设施规模有着密切的关系。有着密切的关

5、系。 3.2.1 3.2.1 发生与吸引交通量的影响因素发生与吸引交通量的影响因素u 土地利用土地利用u 家庭规模和家庭成员的构成家庭规模和家庭成员的构成 u 性别和年龄性别和年龄 u 汽车保有率汽车保有率u 自由时间自由时间 u 职业和工种职业和工种 u 企业规模、性质企业规模、性质u 家庭收入家庭收入 u 其它其它 一、土地利用一、土地利用l居住用地居住用地是交通的主要发生源和居民出行的主要起讫点。是交通的主要发生源和居民出行的主要起讫点。其发生与吸引交通量通常用居住面积、住户数、人口、其发生与吸引交通量通常用居住面积、住户数、人口、住户平均人数、单位面积的住户数等指标来表示。住户平均人数

6、、单位面积的住户数等指标来表示。l公共设施用地公共设施用地也是交通的主要发生源之一，其发生与吸也是交通的主要发生源之一，其发生与吸引交通量通常用办公、营业面积、从业人口等指标表示。引交通量通常用办公、营业面积、从业人口等指标表示。l工业用地工业用地是工作日上班交通的主要发生源。其发生与吸是工作日上班交通的主要发生源。其发生与吸引交通量通常用从业人口、产值等指标表示。引交通量通常用从业人口、产值等指标表示。l仓储用地仓储用地是货物交通的主要发生源。其发生与吸引交通是货物交通的主要发生源。其发生与吸引交通量通常用仓库面积、货物吞吐量等指标表示。量通常用仓库面积、货物吞吐量等指标表示。土地利用与交通

7、是互为因果关系土地利用与交通是互为因果关系二、家庭规模和人口构成二、家庭规模和人口构成l家庭是构成人们出行的家庭是构成人们出行的基础基础，上班、弹性出行，上班、弹性出行多以家庭为多以家庭为出发点出发点。l家庭规模和成员构成家庭规模和成员构成是影响家庭出行的主要因是影响家庭出行的主要因素。素。 三、性别和年龄三、性别和年龄l性别、年龄不同，出行次数和内容会有所不同。性别、年龄不同，出行次数和内容会有所不同。l男性以男性以2045岁之间的平均出行次数多，女性岁之间的平均出行次数多，女性2040岁平均出行次数多。岁平均出行次数多。l用居民出行调查中不同性别和年龄的平均出行次用居民出行调查中不同性别和

8、年龄的平均出行次数评价和预测出行的发生和吸引交通量。数评价和预测出行的发生和吸引交通量。l几乎在所有年龄层，男性的出行次数比女性多。几乎在所有年龄层，男性的出行次数比女性多。 l出行次数随年龄变化的规律几乎是一致的。出行次数随年龄变化的规律几乎是一致的。 四、汽车保有率四、汽车保有率l汽车保有率增加，人口出行次数增加。汽车保有率增加，人口出行次数增加。 l用汽车保有量或户均汽车保有量（总台数区域、台用汽车保有量或户均汽车保有量（总台数区域、台数人或台数户）指标数人或台数户）指标表示和评价表示和评价。 l私人汽车保有量私人汽车保有量将逐渐成为影响城市道路交通的主要将逐渐成为影响城市道路交通的主要

9、因素之一因素之一 。l持有驾照和拥有车辆的居民的出行率均比较高。持有驾照和拥有车辆的居民的出行率均比较高。五、自由时间五、自由时间l自由时间定义为一昼夜的自由时间定义为一昼夜的24h中，除去睡眠、中，除去睡眠、饮食等生活必须的时间和工作、学习等约束时饮食等生活必须的时间和工作、学习等约束时间的剩余值。间的剩余值。l自由时间增加后，用于出行的时间增加，购物、自由时间增加后，用于出行的时间增加，购物、娱乐等弹性出行也会增加。娱乐等弹性出行也会增加。l研究表明，弹性出行次数与自由时间可以用线研究表明，弹性出行次数与自由时间可以用线性方程表示。性方程表示。六、职业和工种六、职业和工种l职业和职务或工作

10、性质的不同是造成出行量不同的主职业和职务或工作性质的不同是造成出行量不同的主要原因之一，各国的居民出行数据都表明了这一点。要原因之一，各国的居民出行数据都表明了这一点。l汽车司机、采购员、推销员、业务员的平均出行多，汽车司机、采购员、推销员、业务员的平均出行多，工人、学生、教师、行政管理人员的平均出行少。工人、学生、教师、行政管理人员的平均出行少。七、企业规模、性质七、企业规模、性质l企业大、业务量大，外出率也就越高。企业大、业务量大，外出率也就越高。八、家庭收入八、家庭收入l家庭收入也是影响出行，尤其是弹性出行的主家庭收入也是影响出行，尤其是弹性出行的主要因素之一。要因素之一。l高收入家庭，

11、汽车购买率高，购物、娱乐等需高收入家庭，汽车购买率高，购物、娱乐等需求也高，平均出行次数多。求也高，平均出行次数多。九、其它九、其它l劳动时间、商店销售额、工厂总产量、城市的劳动时间、商店销售额、工厂总产量、城市的特点等许多因素也被考虑作为影响交通产生的特点等许多因素也被考虑作为影响交通产生的因素。因素。l天气、工作日、休息日和季节等的不同也影响天气、工作日、休息日和季节等的不同也影响人们的出行。人们的出行。 3.2.23.2.2生成交通量的预测生成交通量的预测l出行可分为由家出行与非由家出行。出行可分为由家出行与非由家出行。l出行生成有出行生成有两种单位两种单位：一种是以车为单位；另一：一种

12、是以车为单位；另一种是以人为单位。种是以人为单位。 l出行生成包括出行发生与出行吸引。前者以社会出行生成包括出行发生与出行吸引。前者以社会经济特性为主，后者以土地利用的形态为主。经济特性为主，后者以土地利用的形态为主。l出行生成交通量通常作为总控制量，用来预测和出行生成交通量通常作为总控制量，用来预测和校核各个交通小区的发生和吸引交通量。校核各个交通小区的发生和吸引交通量。lOD表中发生交通量、吸引交通量和生成交通量表中发生交通量、吸引交通量和生成交通量三者之间的三者之间的关系关系。 发生、吸引交通量与生成交通量的关系发生、吸引交通量与生成交通量的关系 O D12jn合计12im合计.1O2O

13、iOT1D2DjD.mOnD发生交通量发生交通量吸引交通量吸引交通量生成交通量生成交通量3.2.2 3.2.2 生成交通量的预测生成交通量的预测l生成交通量的预测方法主要有生成交通量的预测方法主要有原单位法、增长率原单位法、增长率法、交叉分类法和函数法。法、交叉分类法和函数法。l还有利用研究地区过去的交通量或经济指标等的还有利用研究地区过去的交通量或经济指标等的趋势法趋势法及及回归分析回归分析等方法。等方法。 1. 原单位法原单位法l原单位是指单位指标，其计算方法通常有两种：原单位是指单位指标，其计算方法通常有两种：一是用居住人口或就业人口每人平均的交通生一是用居住人口或就业人口每人平均的交通

14、生成量来进行推算的成量来进行推算的个人原单位法个人原单位法，另一种就是，另一种就是以不同用途的土地面积或单位办公面积平均发以不同用途的土地面积或单位办公面积平均发生的交通量来预测的生的交通量来预测的面积单位法面积单位法。l不同方法选取的不同方法选取的原单位指标原单位指标也不同，主要有：也不同，主要有： 根据人口属性以不同出行目的的单位出行次数根据人口属性以不同出行目的的单位出行次数为原单位进行预测；以单位用地面积或单位经为原单位进行预测；以单位用地面积或单位经济指标为基准对原单位进行预测。济指标为基准对原单位进行预测。 1. 原单位法原单位法l在居民出行预测中经常采用的是以单位出行次数作为原单

15、在居民出行预测中经常采用的是以单位出行次数作为原单位（位（单位出行次数预测法单位出行次数预测法）。）。l单位出行次数为人均或家庭平均每天的出行次数，它由单位出行次数为人均或家庭平均每天的出行次数，它由居居民出行调查民出行调查结果统计得出。结果统计得出。l不同不同出行目的出行目的有着不同的单位出行次数。有着不同的单位出行次数。 1. 原单位法原单位法预测不同出行目的的生成交通量预测不同出行目的的生成交通量 ： )(ssmsmNaT1. 原单位法原单位法l原单位法预测的出行生成量除由人口属性按出原单位法预测的出行生成量除由人口属性按出行目的的不同预测外，还可以以土地利用或经行目的的不同预测外，还可

16、以以土地利用或经济指标为基准预测。从调查中得出单位用地面济指标为基准预测。从调查中得出单位用地面积或单位经济指标的发生与吸引交通量。积或单位经济指标的发生与吸引交通量。l根据交通调查可得到交通预测所需的原单位指根据交通调查可得到交通预测所需的原单位指标值。在数据资料不足的情况下，也可以采用标值。在数据资料不足的情况下，也可以采用简易方法对研究区域进行数据采集或标定。简易方法对研究区域进行数据采集或标定。1. 原单位法原单位法生成生成原单位的将来值原单位的将来值确定：确定：l直接使用直接使用现状调查现状调查中得到的原单位数据。中得到的原单位数据。l将现状调查得到的原单位乘以其它指标的增长将现状调

17、查得到的原单位乘以其它指标的增长率来推算，即率来推算，即增长率法增长率法。l最常用的也是最主要的为最常用的也是最主要的为函数法函数法。通常按不同。通常按不同的出行目的来预测不同出行目的的原单位。函的出行目的来预测不同出行目的的原单位。函数的影响因素（或称自变量）多采用性别、年数的影响因素（或称自变量）多采用性别、年龄等指标。龄等指标。【例例3-13-1】在某对象区域常住人口平均出行次数不变的情况下，在某对象区域常住人口平均出行次数不变的情况下，采用单位出行次数预测其将来的出行生成量。采用单位出行次数预测其将来的出行生成量。（单位：万出行数日）（单位：万出行数日）现状出行生成量现状出行生成量：

18、T=28.0+51.0+26.0=28.0 +50.0 +27.0=105.0（万次）（万次）现状常住人口：现状常住人口： N=11.0+20.0+10.0=41.0 （万人）（万人）将来常住人口：将来常住人口： M=15.0+36.0+14.0=65.0现状平均出行率现状平均出行率T/N： 105.0/41.0=2.561 次次/（日（日 人）人） 将来的生成交通量：将来的生成交通量： Tn=M ( (T/N ) )=65.02.561=166.5( (万次万次/日日) )2. 交叉分类法交叉分类法 l突出以突出以家庭家庭作为基本单位，用将来的出行发生作为基本单位，用将来的出行发生率求得将来

19、的出行量。率求得将来的出行量。l交叉分类首先用在美国的普吉湾区域交通调查交叉分类首先用在美国的普吉湾区域交通调查中，是一个基于土地利用的出行生成模型。基中，是一个基于土地利用的出行生成模型。基本思想是本思想是把家庭按类型分类把家庭按类型分类（小汽车拥有量、（小汽车拥有量、家庭规模和家庭收入），从而求得不同类型家家庭规模和家庭收入），从而求得不同类型家庭的平均出行率。预测时以将来同类型家庭的庭的平均出行率。预测时以将来同类型家庭的预测值乘以相应的出行率。预测值乘以相应的出行率。 2. 交叉分类法交叉分类法交叉分类法必须服从的交叉分类法必须服从的假定假定：l一定时期内一定时期内出行率出行率是稳定的

20、。是稳定的。l家庭规模家庭规模的变化很小。的变化很小。l收入与车辆拥有量收入与车辆拥有量总是增长的。总是增长的。l每种类型内的每种类型内的家庭数量家庭数量，可用相应于该家庭收，可用相应于该家庭收入、车辆拥有量和家庭结构等资料所导出的数入、车辆拥有量和家庭结构等资料所导出的数学分布方法来估计。学分布方法来估计。 2. 交叉分类法交叉分类法构造交叉分类模型的构造交叉分类模型的步骤步骤： 有关家庭的横向分类。有关家庭的横向分类。 把每个家庭定位到横向类别。把每个家庭定位到横向类别。 对其所分的每一类，计算其平均出行率。对其所分的每一类，计算其平均出行率。 计算各小区的出行发生。计算各小区的出行发生。

21、 NQpCinCCi1【例例3-23-2】澳大利亚城市类别产生率。根据家庭规模、收入及家庭拥有小汽车数可澳大利亚城市类别产生率。根据家庭规模、收入及家庭拥有小汽车数可将研究对象内的家庭分成不同的类别将研究对象内的家庭分成不同的类别 。已知：低收入、无小汽车、每户。已知：低收入、无小汽车、每户3 3人人100100户；低收入、无小汽车、每户户；低收入、无小汽车、每户4 4人人200200户；中等收入、有户；中等收入、有1 1小汽车、每小汽车、每户户4 4人人300300户；高收入、有户；高收入、有2 2小汽车、每户小汽车、每户5 5人人5050户。求出行总量。户。求出行总量。【解解】出行总量为：

22、出行总量为： 1003.4+2004.9+3008.3+5012.9=4455（人次（人次/日）日） 交叉分类法的优点交叉分类法的优点 l直观、容易了解。直观、容易了解。l资料的有效利用。资料的有效利用。l容易检验与更新。容易检验与更新。l可以适用于各种研究范围。可以适用于各种研究范围。 如区域规划、运输通道规划和新发展区。如区域规划、运输通道规划和新发展区。 交叉分类法的缺点交叉分类法的缺点l每一横向分类的小格中，住户彼此之间的差异每一横向分类的小格中，住户彼此之间的差异性被忽略。性被忽略。l因各个小格样本数的不同，得到的出行率用于因各个小格样本数的不同，得到的出行率用于预测时，会失去其一致

23、的精确性。预测时，会失去其一致的精确性。l同一类变量类别等级的确定是凭个人主观，失同一类变量类别等级的确定是凭个人主观，失之客观。之客观。l当本方法用于预测时，每一小格规划年的资料当本方法用于预测时，每一小格规划年的资料预测将是一项繁杂工作。预测将是一项繁杂工作。 3. 个人分类方法个人分类方法 l是对基于家庭的分类模型的一种替代方法。是对基于家庭的分类模型的一种替代方法。l令令 tj 表示出行率，即在某一时间内表示出行率，即在某一时间内 j 类人中平均类人中平均每人的出行次数；每人的出行次数；Ti 表示表示i小区各类居民的总出小区各类居民的总出行数；行数；Ni 为为i小区的居民总数；小区的居

24、民总数；aij 为为 i 小区的小区的 j 类居民的百分率。则类居民的百分率。则 i 小区的出行发生量为：小区的出行发生量为： taNTjjijii3. 个人分类方法个人分类方法与基于家庭的类别分析法相比具有如下与基于家庭的类别分析法相比具有如下优点优点：l同经典的交通需求模型的其他部分完全兼容。同经典的交通需求模型的其他部分完全兼容。l也可采用交叉分类方法。也可采用交叉分类方法。l建立模型所需要的样本数比基于家庭模型少几倍。建立模型所需要的样本数比基于家庭模型少几倍。l很容易考虑人口统计的变化。很容易考虑人口统计的变化。l个人分类较家庭分类预测起来更容易。个人分类较家庭分类预测起来更容易。个

25、人分类模型的个人分类模型的主要限制主要限制是很难兼顾家庭间的是很难兼顾家庭间的相互影响、家庭的花费和预算。相互影响、家庭的花费和预算。 3.2.3 3.2.3 发生与吸引交通量的预测发生与吸引交通量的预测l预测方法分增长率法、原单位法、交叉分预测方法分增长率法、原单位法、交叉分类法、函数法。类法、函数法。 1. 原单位法原单位法 首先分别计算首先分别计算发生原单位发生原单位和和吸引原单位吸引原单位，然后根据，然后根据发生原单位和吸引原单位与人口、面积等属性的乘发生原单位和吸引原单位与人口、面积等属性的乘积预测得到发生与吸引交通量的值。积预测得到发生与吸引交通量的值。 iibxO jjcxD 其

26、中，其中，i, , j：交通小区；交通小区； x ：属性变量（土地利用类别、面积、常住人口等）；属性变量（土地利用类别、面积、常住人口等）； b ：某出行目的的单位出行发生次数（次某出行目的的单位出行发生次数（次/ /日日人）；人）； c ：某出行目的的单位出行吸引次数（次某出行目的的单位出行吸引次数（次/ /日日人）人）。1. 原单位法原单位法在交通需求预测时，要求各小区的发生交通量之和在交通需求预测时，要求各小区的发生交通量之和与吸引交通量之和相等，并且各小区的发生交通量与吸引交通量之和相等，并且各小区的发生交通量或吸引交通量之和均等于交通生成总量。如果它们或吸引交通量之和均等于交通生成总

27、量。如果它们之间不满足上述关系，则可以采用之间不满足上述关系，则可以采用总量控制总量控制、调整调整系数法系数法进行调整。进行调整。 1 1）总量控制）总量控制用研究区域的用研究区域的生成交通量生成交通量对推算得到的各个小区的发生量对推算得到的各个小区的发生量进行校正。进行校正。l假设生成交通量假设生成交通量T由全人口由全人口P与生成原单位与生成原单位p得到，则得到，则 T=p P l若生成交通量若生成交通量T与总发生交通量与总发生交通量 有明显误差，则将有明显误差，则将 修正为：修正为： l为保证为保证T与总吸引交通量与总吸引交通量 也相等，需将也相等，需将 修正为：修正为： niiOO1Oi

28、OOTOiinjjDD1DjDDTDjj2.2.调整系数法调整系数法在出行生成阶段，要求满足所有小区出行发生总量要在出行生成阶段，要求满足所有小区出行发生总量要等于出行吸引总量。当上述条件不满足时，一般认为等于出行吸引总量。当上述条件不满足时，一般认为所有小区所有小区出行发生总量出行发生总量可靠些。从而，可将吸引总量可靠些。从而，可将吸引总量乘以一个调整系数。这样可以确保出行吸引总量等于乘以一个调整系数。这样可以确保出行吸引总量等于出行发生总量。出行发生总量。njjniiDOf11【例例3-33-3】假设各小区的平均出行发生量与吸引量不变，试用假设各小区的平均出行发生量与吸引量不变，试用例例1

29、 1的数据求出将来的出行发生与吸引量。的数据求出将来的出行发生与吸引量。（）求出出行现状发生与吸引的原单位（）求出出行现状发生与吸引的原单位165.975166.375jjiiDO（）计算各交通小区的将来发生与吸引交通量（）计算各交通小区的将来发生与吸引交通量166.5（）调整计算（）调整计算：总量控制：总量控制iNiiiOTOO/jNjjjDTDD/因为因为T=166.5 万次日，所以：万次日，所以：204.38375.166/5 .166175.381O2 .384 .166/5 .1662 .381O869.91375.166/5 .166800.912O427.36375.166/5

30、.166400.363O296.38975.165/5 .166175.381D285.90975.165/5 .166000.902D920.37975.165/5 .166800.373D1. 原单位法原单位法 在用原单位法按在用原单位法按不同出行目的不同出行目的的分类预测时：的分类预测时：l上班出行交通量使用常住人口；上班出行交通量使用常住人口；l上学出行交通量使用常住人口；上学出行交通量使用常住人口；l弹性出行交通量使用常住人口和就业人口；弹性出行交通量使用常住人口和就业人口；l业务出行交通量使用就业人口；业务出行交通量使用就业人口；l回家交通量利用上班和上学交通量的返回乘以回家交通量

31、利用上班和上学交通量的返回乘以一个系数，该系数从居民出行调查数据统计得一个系数，该系数从居民出行调查数据统计得出，一般为接近于出，一般为接近于1.01.0的值。的值。【例例3-4】某小区有某小区有172家独户住宅，家独户住宅，278家集体住宅，家集体住宅，550家公寓房屋，其产生率分别为：家公寓房屋，其产生率分别为：2.38、2.38、2.31车次车次/户；另户；另有有40000m2商业中心，平均每商业中心，平均每1000 m2有有2.2个雇员，其吸引率个雇员，其吸引率为为1.82车次车次/雇员。用原单位法计算该小区出行发生量与吸引量雇员。用原单位法计算该小区出行发生量与吸引量。【解解】 出行

32、发生量：出行发生量： O=2.38（172+287）+2.31550=2363（车次（车次/日）日） 出行吸引量：出行吸引量： D=2.2（40000/1000）1.82=160（车次（车次/日日）若若 ， 令令 2. 增长率法增长率法l把现在的不同小区的发生、吸引交通量把现在的不同小区的发生、吸引交通量 T Ti i 与到预测时点的与到预测时点的增长率增长率 F Fi i 相乘，从而求得各小区未来发生、吸引交通量相乘，从而求得各小区未来发生、吸引交通量:TFTiiiF：发生、吸引交通量增长率发生、吸引交通量增长率iiiFii、：分别是人口增加率、人均车辆拥有率的分别是人口增加率、人均车辆拥有

33、率的增长率增长率 l Fi 通常可以用各交通小区活动的指标的增长率表示。通常可以用各交通小区活动的指标的增长率表示。 2. 增长率法增长率法增长率法的最大增长率法的最大优点优点是可以处理用原单位法和函是可以处理用原单位法和函数法都很难解决的问题：它通过设定交通小区的数法都很难解决的问题：它通过设定交通小区的增长率，可以反映因土地利用的变化引起的人们增长率，可以反映因土地利用的变化引起的人们出行的变化。出行的变化。增长系数法比较简单，是早期城市交通规划采用增长系数法比较简单，是早期城市交通规划采用的方法之一。的方法之一。经验得出该方法的结果偏大，西方一些规划专家经验得出该方法的结果偏大，西方一些

34、规划专家们推荐用此方法预测研究区域外部的出行。们推荐用此方法预测研究区域外部的出行。【例例3-5】 设某区域现在共有设某区域现在共有500家庭，其中家庭，其中250户每户拥有户每户拥有1辆小汽车，另外辆小汽车，另外250户没有小汽车，有汽车家庭出行发生原单位为户没有小汽车，有汽车家庭出行发生原单位为6.0次次/天，无汽车家庭为天，无汽车家庭为2.5次次/天。假设未来所有家庭都有天。假设未来所有家庭都有1辆小汽车，家庭收入和人口数不变，用增长率辆小汽车，家庭收入和人口数不变，用增长率法求出规划年的出行发生量法求出规划年的出行发生量。【解解】 根据出行发生原单位，易得：根据出行发生原单位，易得：T

35、=2502.5+2506=2125次次/天天该区域现在出行量该区域现在出行量假设未来所有家庭都有假设未来所有家庭都有1 1辆小汽车，家庭收入和人口数不变，辆小汽车，家庭收入和人口数不变，则增长系数则增长系数Fi为为：其中，其中， 为该区域未来的汽车保有率为该区域未来的汽车保有率， 为该地区现在的汽车保有率。为该地区现在的汽车保有率。 因此，得该区域未来出行量为：因此，得该区域未来出行量为：Ti=22125=4250（次（次/天）天）3. 函数模型法函数模型法l多元回归分析多元回归分析(Regression Analysis)模型模型l多采用以下三个模型多采用以下三个模型: iikkkixaa

36、0Tkikkixaa expT0kikkixaaT0ikx：大多是表示交通小区的活动的大多是表示交通小区的活动的社会经济指标社会经济指标， 如交通小区内常住人口、各行业的就业人口、如交通小区内常住人口、各行业的就业人口、 平均收入、平均汽车保有率等。平均收入、平均汽车保有率等。 3. 函数模型法函数模型法1126 .3988. 074. 059. 04321iiiiixxxxT户数户数就业人就业人口数口数汽车保汽车保有量有量距市中心的距市中心的距离距离上下班上下班出行数出行数作为回归分析法的作为回归分析法的弱点弱点，可以列举出：，可以列举出：不能保证使用了真正有效的说明变量，应注意自变不能保证

37、使用了真正有效的说明变量，应注意自变量之间的相互独立性；量之间的相互独立性；不能保证一定是合理地描述了交通现象。如不能表不能保证一定是合理地描述了交通现象。如不能表现因土地利用的变化带来的人们出行行为的变化以及由现因土地利用的变化带来的人们出行行为的变化以及由于交通条件的改善引起人们出行能力的增强。于交通条件的改善引起人们出行能力的增强。 3.3 3.3 交通分布预测交通分布预测l交通分布预测是把交通的发生与吸引量预测获交通分布预测是把交通的发生与吸引量预测获得的各小区的出行量转换成交通小区之间的空得的各小区的出行量转换成交通小区之间的空间间OD量，即量，即OD矩阵矩阵。 l交通分布中最常用的

38、一个基本概念是交通分布中最常用的一个基本概念是OD表。表。l交通分布通常用一个交通分布通常用一个2维矩阵表示。维矩阵表示。 jijitGiijjtAjjiiijijAGtT3.3 3.3 交通分布预测交通分布预测分布交通量的分布交通量的预测方法预测方法一般可以分为两类一般可以分为两类：l增长率法增长率法 在假定要预测的在假定要预测的OD交通量的分布形式和现有的交通量的分布形式和现有的OD表的表的分布形式相同的基础上，预测研究对象区域目标年的分布形式相同的基础上，预测研究对象区域目标年的OD交通量。包括平均增长率法、底特律法和福莱特法、佛交通量。包括平均增长率法、底特律法和福莱特法、佛尼斯法等。

39、尼斯法等。l构造模型法（综合法）构造模型法（综合法） 从分布交通量的实态分析中，剖析从分布交通量的实态分析中，剖析OD交通量的分布规律，交通量的分布规律，并将此规律用数学模型来表现，然后用实测数据标定模并将此规律用数学模型来表现，然后用实测数据标定模型参数，最后用标定的模型预测分布交通量。主要有重型参数，最后用标定的模型预测分布交通量。主要有重力模型法和机会模型法。力模型法和机会模型法。 增长率法分为增长率法分为平均增长率法平均增长率法、Detroit法法和和Frator法法等等 一、增长系数法一、增长系数法预测步骤和模型预测步骤和模型分析方法和计算步骤分析方法和计算步骤：)0()0(,jiA

40、G用用tij表示现状表示现状OD表中交通小区表中交通小区ij间的交通量间的交通量。 分别分别表示现状发生交通量和吸引交通量；表示现状发生交通量和吸引交通量；用用Gi，Aj表示各交通小区将来的发生交通量和吸引交通量；表示各交通小区将来的发生交通量和吸引交通量； )0()0(iigiGGF)0()0(jjajAAF用下式计算各小区的发生、吸引交通量的增长系数用下式计算各小区的发生、吸引交通量的增长系数Fgi，Faj。（3-11）作为要推算的交通量的第一次近似值作为要推算的交通量的第一次近似值 ),() 0() 0() 1 (ajgiijijFFfttjijitG) 1 () 1 (iijjtA)

41、1 () 1 (,) 1 () 1 (jiAG)0()0(,jiAG),() 1 () 1 () 1 ()2(ajgiijijFFftt一般来说，由对分布交通量求和得到的发生交通量和吸引交通量一般来说，由对分布交通量求和得到的发生交通量和吸引交通量 ，与与Gi，Aj并并不一致，这时用不一致，这时用代替式（代替式（3-113-11）中的）中的 ， 算出增长系数，求解二次迭代的近似值算出增长系数，求解二次迭代的近似值 GGFkiikgi)()(AAFkjjkaj)()()(kijt重复上述作业，直至重复上述作业，直至， 都接近于都接近于1时，时，即为所求的即为所求的OD交通量。交通量。 相应的相应

42、的f（Fgi,Faj）的定义）的定义 l平均增长系数法平均增长系数法 lDetroit法（法（D法）法） )0()0(21jjiiAAGGf jjjjjjiiAAAAGGf)0()0()0(f（Fgi,Faj）的定义）的定义lFrator法（法（F法）法） 2) 0() 0(jijjiiLLAAGGf其中，其中，Li称为小区称为小区i的位置系数或的位置系数或L系数系数 iiiijjjGGtAL) 0() 0() 0(jjjijiiAAtGL) 0() 0() 0(各方法比较各方法比较l平均增长率法是极为单纯的分析方法，计算也很简单。平均增长率法是极为单纯的分析方法，计算也很简单。因此虽然要进行

43、因此虽然要进行多次迭代多次迭代，仍然被广泛地使用。但随着，仍然被广泛地使用。但随着计算机的发展，逐渐被计算机的发展，逐渐被D法和法和F法所取代。法所取代。lD法认为从法认为从i 到到 j 交通量与小区交通量与小区 i 的的发生量的增长率发生量的增长率及小及小区区j 的的交通吸引占全域的相对增长率交通吸引占全域的相对增长率成比例地增加。成比例地增加。lFrator法假设法假设 i，j 小区间的交通量增长率不仅与小区小区间的交通量增长率不仅与小区i的的发生增长率发生增长率及小区及小区j 的的吸引增长率吸引增长率有关，还与整个规划有关，还与整个规划区域的区域的其他交通小区的增长率其他交通小区的增长率

44、有关。收敛速度快，现在有关。收敛速度快，现在应用最广。应用最广。一、增长系数法一、增长系数法计算实例计算实例 表表3.83.8 现状现状ODOD表表6525 18 22计计202025123计计1 2 3DO表表3.9 将来的发生交通量和吸引交通量将来的发生交通量和吸引交通量OD1 2 3计计1234 2 23 5 42 3 38128计计9 10 928一、增长系数法一、增长系数法计算实例计算实例l平均增长率法平均增长率法 )0()0(iigiGGF)0()0(jjajAAF算出最初的增长系算出最初的增长系Fgj分别为分别为2.500，1.667，3.125， Faj分别为分别为2.778，

45、1.800，2.444使用式使用式使用这些数据，由式使用这些数据，由式求得第求得第1次近似值，如表次近似值，如表5.4的（的（1）所示。）所示。),() 0 () 0 () 1 (ajgiijijFFftt )0()0(21jjiiAAGGf表表3.10 3.10 用平均增长系数法求得的结果用平均增长系数法求得的结果65.023.1 20.4 21.5计计19.823.621.610.5 4.3 5.06.7 8.7 8.25.9 7.4 8.3 123计计1 2 3OD(1)第第1次近似值次近似值(2)最终结果（收敛标准最终结果（收敛标准0.01）65.024.9 18.1 22计计20.1

46、20.024.911.3 3.8 5.06.2 6.6 7.27.4 7.7 9.8123计计1 2 3OD6525 18 22计计202025123计计1 2 3DO一、增长系数法一、增长系数法计算实例计算实例lFrator法法 表表3.11 3.11 L系数的计算结果系数的计算结果0.408 0.4240.443 0.4400.437 0.428123 Li LjOD表表3.12 Frator法的计算结果法的计算结果（1 1）OD1 2 3计计12311.6 3.8 5.16.0 6.6 7.17.5 7.4 9.920.519.724.8计计25.1 17.8 22.165.0OD1 2

47、 3计计12311.3 3.8 5.06.1 6.8 7.17.5 7.5 9.920.120.024.9计计24.9 18.1 22.065.0（2）jjjijiiAAtGL)0()0(0iiiijjGGtALj)0()0(02) 0() 0(jijjiiLLAAGGf一、增长系数法一、增长系数法特点特点l结构简单、易于使用，不需要交通小区之间的距结构简单、易于使用，不需要交通小区之间的距离和时间。离和时间。l可以适应于小时交通量或日交通量等的预测，也可以适应于小时交通量或日交通量等的预测，也可以获得各种交通目的的可以获得各种交通目的的ODOD交通量。交通量。l对于变化较小的对于变化较小的O

48、DOD表预测非常有效。表预测非常有效。l预测铁路车站间的预测铁路车站间的ODOD分布非常有效。分布非常有效。优优 点点一、增长系数法一、增长系数法特点特点l要求有基准年完整的要求有基准年完整的OD表。表。l对象地域发生较大变化时，该方法不适用：对象地域发生较大变化时，该方法不适用： 未来的交通小区划分变化；未来的交通小区划分变化； 交通小区间所需时间及小区间的紧密程度变化；交通小区间所需时间及小区间的紧密程度变化； 土地利用发生很大变化。土地利用发生很大变化。l交通小区之间的交通量较小时，存在如下问题：交通小区之间的交通量较小时，存在如下问题： 现状现状OD交通量是交通量是0，未来，未来OD交

49、通量也是交通量也是0。 对于可靠性低的对于可靠性低的OD交通量，将来的预测误差会被扩大。交通量，将来的预测误差会被扩大。l需利用过去的需利用过去的OD表预测现状表预测现状OD表，比较预测精度。表，比较预测精度。l将来交通量仅用一个增长系数表示，缺乏合理性。将来交通量仅用一个增长系数表示，缺乏合理性。缺缺 点点l模拟物理学中的模拟物理学中的牛顿的万有引力定律。牛顿的万有引力定律。l考虑两个交通小区的考虑两个交通小区的吸引强度吸引强度和它们之间的和它们之间的阻力阻力。 1955 Casey其中，其中，Gi，Aj：小区小区i，j的的发生与吸引交通量；发生与吸引交通量；Rij：小区小区i，j间的距离或

50、一般费用；间的距离或一般费用；k, , , , ：系数。系数。二、重力模型法二、重力模型法基本形式基本形式ijjiijRAGktGil算出的算出的OD交通量交通量tij，对发生、吸引交通量求和，对发生、吸引交通量求和， 不能保证与给定的不能保证与给定的Gi、Aj一致。一致。在现状在现状OD表已知的条件下，表已知的条件下，Gi, Aj, Rij和和tij已知，已知，k, , , 可以用最小二乘可以用最小二乘法求得法求得:ijjiijRAGktlogloglogloglog:, 0 . 1,则有若令ijjiijRkAGtloglogloglog已知未知bxaY已知二、重力模型法二、重力模型法基本形

51、式基本形式l分子表示产生分布交通量的能力分子表示产生分布交通量的能力( (潜能项潜能项) )。 、被称为被称为潜能系数潜能系数，一般在，一般在0.51.0间取值：间取值： = =1.0 =0.5l分母项叫做分母项叫做分布阻抗项分布阻抗项，叫做叫做分布阻抗系数分布阻抗系数。 小区中心间直线距离；小区中心间直线距离； 沿线距离；沿线距离； 所需时间（时间距离）；所需时间（时间距离）； 所需费用；所需费用； 设定距离函数。设定距离函数。 二、重力模型法二、重力模型法基本形式基本形式、小汽车和公共交通两种情况取其平均值。、小汽车和公共交通两种情况取其平均值。的距离函数可考虑多种要因，统一换算成金额或时

52、间的距离函数可考虑多种要因，统一换算成金额或时间。二、重力模型法二、重力模型法算例和内内距离算例和内内距离 表表3.83.8 现状现状ODOD表表表表3.13 3.13 小区间的时间距离表小区间的时间距离表( (单位：分单位：分) )O/D1 2 312314 32 4032 16 2240 22 12用重力模型法求解目标年的用重力模型法求解目标年的OD交通量。取交通量。取=1.0 6525 18 22计计202025123计计1 2 3DO表表3.9 将来的发生交通量和吸引交通量将来的发生交通量和吸引交通量OD1 2 3计计1234 2 23 5 42 3 38128计计9 10 928ij

53、jiijRkAGtloglogloglog对全部对全部OD要素（要素（33=9）算出）算出 和和 的值，的值，然后采用然后采用 来进行回归分析。来进行回归分析。分析的结果分析的结果为为a=0.741，b=0.524，相关系数为，相关系数为-0.89。jijiAGtloglogijRlogbXaY【解解】： 在此情况下，回归式为：在此情况下，回归式为： bka,log因为因为 ，进行逆变换求得重力模型：，进行逆变换求得重力模型： 512. 0182. 0ijjiijRAGt将表将表3.9中的将来发生、吸引交通量和表中的将来发生、吸引交通量和表3.13的时间距离代入模型的时间距离代入模型，然后对每

54、组，然后对每组OD求出求出tij，则得表则得表3.14(1)。 表表3.143.14 使用重力模型算出的使用重力模型算出的结果结果(1)(1)模型计算的第模型计算的第1 1次近似值次近似值OD1 2 3计计12323.1 10.8 11.815.0 15.5 16.016.7 16.4 27.545.746.560.6计计54.8 42.7 55.3152.8OD1 2 3计计12310.4 4.6 5.0 6.7 6.6 6.6 7.3 6.8 11.120.019.925.2计计 24.4 18.0 22.765.1(2)用平均增长率法计算的第一次迭代值用平均增长率法计算的第一次迭代值在在

55、OD表的对角线上的要素（内内交通量）的分布阻抗，一表的对角线上的要素（内内交通量）的分布阻抗，一般来说极难确定。通常的作法是对于内内交通量，不用重般来说极难确定。通常的作法是对于内内交通量，不用重力模型计算，而用其它方法进行预测。力模型计算，而用其它方法进行预测。二、重力模型法二、重力模型法修正重力模型修正重力模型重力模型需要改进之处有下述各点：重力模型需要改进之处有下述各点：l分布阻抗不仅仅是分布阻抗不仅仅是Rij这样的简单因素和表现形式，要考虑这样的简单因素和表现形式，要考虑关于阻抗因素的更复杂、更一般的函数关系关于阻抗因素的更复杂、更一般的函数关系f(Rij)。l仅仅由发生交通量、吸引交

56、通量和分布阻抗还不能很好地仅仅由发生交通量、吸引交通量和分布阻抗还不能很好地说明交通分布的特性。特别是不能忽视某些特定小区相互说明交通分布的特性。特别是不能忽视某些特定小区相互间所固有的诸如社会的或历史的联系等因素的影响。间所固有的诸如社会的或历史的联系等因素的影响。l不能在模型构造上保证由重力模型预测的不能在模型构造上保证由重力模型预测的tij，在求和之后，在求和之后所得的值和发生交通量、吸引交通量相一致。所得的值和发生交通量、吸引交通量相一致。 二、重力模型法二、重力模型法修正重力模型修正重力模型 A.M.voofhees提出的修正重力模型中对上述提出的修正重力模型中对上述和点进行了改良：

57、和点进行了改良： 式中，式中，)(ijRf为分布阻抗函数。为分布阻抗函数。 njijjijjiRfARfAG1ij)()(t常见的分布阻抗函数常见的分布阻抗函数 l 幂幂 函函 数数 l指数函数指数函数l组合函数组合函数 RijRfij)()exp()(jiijbRRf-ijR)exp()(jiijbRaRf用阻抗函数代替基本模型的阻抗项，并假定用阻抗函数代替基本模型的阻抗项，并假定=1.0，可得：，可得：)(ijjiijRfAKGt 考虑条件考虑条件 ，则，则in1jijGt )(1K1ijnjjRfAnjijjijiiRfARfAG1ij)()(t二、重力模型法二、重力模型法修正重力模型修

58、正重力模型美国公路局重力模型美国公路局重力模型（BPR）是在上述模型的基）是在上述模型的基础上导入反映小区础上导入反映小区i和小区和小区j之间固有关系的调整之间固有关系的调整系数系数Kij （地域间结合度）而得到的。（地域间结合度）而得到的。njijijjijijjiKRfARfAG1ij)(K)(tKij的求法的求法 l令令Kij=1，根据现状，根据现状OD表标定模型，确定表标定模型，确定f (Rij)的系数。的系数。l将现状将现状OD表的表的Gi，Aj，代入模型，求，代入模型，求OD交通量的计算交通量的计算值值Tij。l由现状由现状OD表的表的OD交通量交通量tij和和Tij的比值求的比值

59、求Kij。l假定假定Kij的值在将来也不变化，预测时不做任何修改而直的值在将来也不变化，预测时不做任何修改而直接使用。接使用。修正重力模型虽然加上了修正重力模型虽然加上了 的条件，但未加上的条件，但未加上 in1jijGt jn1iijAt 的条件。的条件。 因此，因此，由模型算出的由模型算出的tij需根据吸引交通量进行迭代计算，需根据吸引交通量进行迭代计算，对所有的结果进行修正。对所有的结果进行修正。 二、重力模型法二、重力模型法模型的特点模型的特点l直观上容易理解；直观上容易理解；l能考虑路网的变化和土地利用对人们的出行产生能考虑路网的变化和土地利用对人们的出行产生的影响；的影响；l特定交

60、通小区之间的特定交通小区之间的ODOD交通量为零时，也能预测；交通量为零时，也能预测；l能比较敏感的反应交通行小区驶时间变化的情况。能比较敏感的反应交通行小区驶时间变化的情况。优优 点点二、重力模型法二、重力模型法模型的特点模型的特点l模型尽管能考虑到路网的变化和土地的利用对与出模型尽管能考虑到路网的变化和土地的利用对与出行的影响，但缺乏对人的出行行为的分析，跟实际行的影响，但缺乏对人的出行行为的分析，跟实际情况存在一定的偏差；情况存在一定的偏差；l人们的出行距离分布在全区域并非为定值，而重力人们的出行距离分布在全区域并非为定值，而重力模型将其视为定值；模型将其视为定值；l交通小区之间的行驶时